//你有一个带有四个圆形拨轮的转盘锁。每个拨轮都有10个数字： '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9'
// 。每个拨轮可以自由旋转：例如把 '9' 变为 '0'，'0' 变为 '9' 。每次旋转都只能旋转一个拨轮的一位数字。 
//
// 锁的初始数字为 '0000' ，一个代表四个拨轮的数字的字符串。 
//
// 列表 deadends 包含了一组死亡数字，一旦拨轮的数字和列表里的任何一个元素相同，这个锁将会被永久锁定，无法再被旋转。 
//
// 字符串 target 代表可以解锁的数字，你需要给出最小的旋转次数，如果无论如何不能解锁，返回 -1。 
//
// 
//
// 示例 1: 
//
// 
//输入：deadends = ["0201","0101","0102","1212","2002"], target = "0202"
//输出：6
//解释：
//可能的移动序列为 "0000" -> "1000" -> "1100" -> "1200" -> "1201" -> "1202" -> "0202"。
//注意 "0000" -> "0001" -> "0002" -> "0102" -> "0202" 这样的序列是不能解锁的，
//因为当拨动到 "0102" 时这个锁就会被锁定。
// 
//
// 示例 2: 
//
// 
//输入: deadends = ["8888"], target = "0009"
//输出：1
//解释：
//把最后一位反向旋转一次即可 "0000" -> "0009"。
// 
//
// 示例 3: 
//
// 
//输入: deadends = ["8887","8889","8878","8898","8788","8988","7888","9888"], targ
//et = "8888"
//输出：-1
//解释：
//无法旋转到目标数字且不被锁定。
// 
//
// 示例 4: 
//
// 
//输入: deadends = ["0000"], target = "8888"
//输出：-1
// 
//
// 
//
// 提示： 
//
// 
// 死亡列表 deadends 的长度范围为 [1, 500]。 
// 目标数字 target 不会在 deadends 之中。 
// 每个 deadends 和 target 中的字符串的数字会在 10,000 个可能的情况 '0000' 到 '9999' 中产生。 
// 
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package com.yun.leetcode.editor.cn;

import java.util.HashSet;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.Set;

public class OpenTheLock {
    public static void main(String[] args) {
        Solution solution = new OpenTheLock().new Solution();
        System.out.println(solution.openLock(new String[]{"0201","0101","0102","1212","2002"}, "0202"));
    }

    //leetcode submit region begin(Prohibit modification and deletion)
    class Solution {
        public int openLock(String[] deadends, String target) {
            if (contains(deadends, "0000")) {
                return -1;
            }
            if ("0000".equals(target)) {
                return 0;
            }
            // 四个锁子，可以正向逆向旋转
            Queue<String> queue = new LinkedList<>();
            queue.add("0000");
            Set<String> visited = new HashSet<>();
            int depth = 0;

            while (!queue.isEmpty()) {
                int curSize = queue.size();
// 0000->0100->0200->0201->0202
                depth++;
                for (int k = 0; k < curSize; k++) {
                    if (queue.isEmpty()) {
                        break;
                    }
                    String poll = queue.poll();

                    for (int i = 0; i < 4; i++) {
                        String plus = plus(poll, i);
                        if (target.equals(plus)) {
                            return depth;
                        }
                        if (!contains(deadends, plus) && !visited.contains(plus)) {
                            // 是否在死锁数组里，可以在这里判断，也可以先放入栈中，取出是判断跳过
                            // 数组判断包含效率过低，可以用set判断。或者把这些数加入到已访问列表中，就自动跳过了
                            visited.add(plus);
                            queue.add(plus);
                        }

                        String sub = sub(poll, i);
                        if (target.equals(sub)) {
                            return depth;
                        }
                        if (!contains(deadends, sub) && !visited.contains(sub)) {
                            visited.add(sub);
                            queue.add(sub);
                        }
                    }
                }

            }

            return -1;
        }

        private String plus(String num, int i) {
            char[] chars = num.toCharArray();
            chars[i]++;
            if (chars[i] > '9') {
                chars[i] = '0';
            }
            return new String(chars);
        }

        private String sub(String num, int i) {
            char[] chars = num.toCharArray();
            chars[i]--;
            if (chars[i] < '0') {
                chars[i] = '9';
            }
            return new String(chars);
        }

        private boolean contains(String[] deadnums, String num) {
            for (String deadnum : deadnums) {
                if (deadnum.equals(num)) {
                    return true;
                }
            }
            return false;
        }
    }
//leetcode submit region end(Prohibit modification and deletion)

}